Đang tải... (xem toàn văn)
Microsoft Word Ly thuyet CHUYÊN �À 2 cacbohidrat docx CHUYÊN ĐỀ 2 CACBOHIĐRAT BÀI 1 GLUCOZƠ I TÍNH CHẤT VẬT LÍ VÀ TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN Glucozơ là chất kết tinh, không màu, nóng chảy ở khoảng 150oC, dễ.
CHUYÊN ĐỀ : CACBOHIĐRAT BÀI : GLUCOZƠ I TÍNH CHẤT VẬT LÍ VÀ TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN Glucozơ chất kết tinh, khơng màu, nóng chảy khoảng 150 oC, dễ tan nước, có vị khơng đường mía Glucozơ có hầu hết phận lá, hoa, rễ, chín Đặc biệt, glucozơ có nhiều nho chín nên cịn gọi đường nho Trong mật ong có nhiều glucozơ (khoảng 30%) Glucozơ có thể người động vật Trong máu người có lượng nhỏ glucozơ, khơng đổi (nồng độ khoảng 0,1%) II CẤU TRÚC PHÂN TỬ Glucozơ có cơng thức phân tử C6H12O6, tồn dạng mạch hở mạch vịng Trong chương trình hóa học 12, nghiên cứu dạng mạch hở Dạng mạch hở Các kiện thực nghiệm chứng minh: Phân tử glucozơ có cơng thức cấu tạo thu gọn dạng mạch hở : CH2OH–CHOH–CHOH–CHOH–CHOH–CH=O Hoặc viết gọn : CH2OH[CHOH]4CHO Dạng mạch vịng: (HS tìm hiểu SGK) III TÍNH CHẤT HĨA HỌC Glucozơ có tính chất anđehit ancol đa chức Tính chất ancol đa chức (poliancol hay poliol) a Tác dụng với Cu(OH)2 Trong dung dịch, nhiệt độ thường glucozơ hòa tan Cu(OH)2 cho dung dịch phức đồng- glucozơ có màu xanh lam : 2C6H12O6 + Cu(OH)2 (C6H11O6)2Cu + 2H2O phức đồng - gluconat b Phản ứng tạo este Khi tác dụng với anhiđrit axetic, glucozơ tạo este chứa gốc axetat phân tử C 6H7O(OCOCH3)5 Tính chất anđehit a Oxi hóa glucozơ Thí nghiệm phản ứng tráng bạc: Cho vào dung dịch ml dung dịch AgNO 1%, sau nhỏ giọt dung dịch NH3% 5% lắc kết tủa vừa tan hết Thêm tiếp ml dung dịch glucozơ Đun nóng nhẹ ống nghiệm, Trên thành ống nghiệm thấy xuất lớp bạc sáng gương Giải thích : Phức bạc amoniac oxi hóa glucozơ thành amoni gluconat tan vào dung dịch giải phóng bạc kim loại bám vào thành ống nghiệm CH2OH[CHOH]4CHO + 2[Ag(NH3)2]OH CH2OH[CHOH]4COONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O amoni gluconat Tóm gọn: Glucozơ Ag↓ Glucozơ khử Cu (II) Cu(OH)2 thành Cu (I) dạng Cu2O kết tủa màu đỏ gạch Glucozơ làm màu dung dịch brom b Khử glucozơ Khi dẫn khí hiđro vào dung dịch glucozơ đun nóng (xúc tác Ni), thu poliancol có tên sobitol : o Ni, t CH2OH[CHOH]4CHO + H2 CH2OH[CHOH]4CH2OH Sobitol Phản ứng lên men Khi có enzim xúc tác, glucozơ bị lên men cho ancol etylic khí cacbonic : o enzim,30 35 C C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 IV ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG Điều chế Trong công nghiệp, glucozơ điều chế cách thủy phân tinh bột nhờ xúc tác axit clohiđic loãng enzim Người ta thủy phân xenlulozơ (có vỏ bào, mùn cưa) nhờ xúc tác axit clohiđric đặc thành glucozơ để làm nguyên liệu sản xuất ancol etylic Hai phương pháp tóm tắt phương trình phản ứng sau : o H ,t (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 tinh bột xenlulozơ Ứng dụng Glucozơ chất dinh dưỡng có giá trị người, trẻ em, người già Trong y học, glucozơ dùng làm thuốc tăng lực Trong công nghiệp, glucozơ dùng để tráng gương, tráng ruột phích sản phẩm trung gian sản xuất ancol etylic từ nguyên liệu có chứa tinh bột xenlulozơ V ĐỒNG PHÂN CỦA GLUCOZƠ : FRUCTOZƠ Fructozơ (C6H12O6) dạng mạch hở polihiđroxi xeton, có cơng thức cấu tạo thu gọn : CH2OH – CHOH – CHOH – CHOH – C – CH2OH O Hoặc viết gọn : CH2OH[CHOH]3COCH2OH Trong dung dịch, fructozơ tồn chủ yếu dạng mạch vịng Trong chương trình ta tìm hiểu fructozơ mạch hở Fructozơ chất kết tinh, dễ tan nước, có vị đường mía, có nhiều đặc biệt mật ong (tới 40%) làm cho mật ong có vị đậm Tương tự glucozơ, fructozơ tác dụng với Cu(OH)2 cho dung dịch phức màu xanh lam (tính chất ancol đa chức), tác dụng với hiđro cho poliancol (tính chất nhóm cacbonyl) Fructozơ khơng có nhóm –CH=O có phản ứng tráng bạc phản ứng khử Cu(OH) thành Cu2O đun nóng mơi trường kiềm fructozơ chuyển thành glucozơ theo phản ứng sau : OH Glucozơ Tuy nhiên, fructozơ làm màu nước brom glucozơ Fructozơ BÀI : SACCAROZƠ I TÍNH CHẤT VẬT LÍ VÀ TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN Saccarozơ chất kết tinh, không màu, vị ngọt, dễ tan nước, nóng chảy 185 oC Saccarozơ có nhiều loại thực vật thành phần chủ yếu đường mía (từ mía), đường củ cải (từ củ cải đường), đường nốt (từ cụm hoa nốt) Ở nước ta, đường mía sản xuất nhiều dạng thương phẩm khác : đường phèn đường mía kết tinh nhiệt độ thường (khỏang 30oC) dạng tinh thể lớn Đường cát đường mía kết tinh có lẫn tạp chất màu vàng Đường phên đường mía ép thành phên, cịn chứa nhiều tạp chất, có màu nâu sẫm Đường kính saccarozơ dạng tinh thể nhỏ II CẤU TRÚC PHÂN TỬ Các kiện thực nghiệm khác cho phép xác định phân tử saccarozơ gốc - glucozơ gốc fructozơ liên kết với qua nguyên tử oxi C1 glucozơ C2 fructozơ (Glu - O - Fruc) Liên kết thuộc loại liên kết 1,2 - licozit III TÍNH CHẤT HĨA HỌC Saccarozơ có tính chất ancol đa chức có phản ứng đisaccarit Phản ứng với Cu(OH)2 Thí nghiệm : Cho vào ống nghiệm vài giọt dung dịch CuSO4 5%, sau thêm tiếp ml dung dịch NaOH 10% Gạn bỏ phần dung dịch, giữ lại kết tủa Cu(OH)2, thêm khoảng ml dung dịch saccarozơ 1%, sau lắc nhẹ Hiện tượng : Kết tủa Cu(OH)2 tan dung dịch saccarozơ cho dung dịch xanh lam Giải thích : Là poliol có nhiều mhóm –OH kề nên saccarozơ phản ứng với Cu(OH) sinh phức đồng - saccarozơ tan có màu xanh lam 2C12H22O11 + Cu(OH)2 (C12H21O11)2Cu + 2H2O Phản ứng thủy phân Dung dịch saccarozơ khơng có tính khử đun nóng với axit tạo thành dung dịch có tính khử bị thủy phân thành glucozơ fructozơ : o H ,t C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 saccarozơ glucozơ fructozơ Trong thể người, phản ứng xảy nhờ enzim IV ỨNG DỤNG VÀ SẢN XUẤT ĐƯỜNG SACCAROZƠ Ứng dụng Saccarozơ dùng nhiều công nghiệp thực phẩm, để sản xuất bánh kẹo, nước giải khát, Trong công nghiệp dược phẩm để pha chế thuốc Sản xuất đường saccarozơ (HS tìm hiểu SGK) V ĐỒNG PHÂN CỦA SACCAROZƠ : MANTOZƠ Trong số đồng phân saccarozơ, quan trọng mantozơ (cịn gọi đường mạch nha) Cơng thức phân tử C12H22O11 Ở trạng thái tinh thể, phân tử mantozơ gồm gốc glucozơ liên kết với C gốc - glucozơ với C4 gốc - glucozơ qua nguyên tử oxi (Glu – O – Glu) Liên kết gọi liên kết 1,4 - glicozit Do cấu trúc trên, mantozơ có tính chất : Tính chất poliol giống saccarozơ : tác dụng với Cu(OH) cho phức đồng - mantozơ màu xanh lam Tính khử tương tự glucozơ, ví dụ khử [Ag(NH3)2]OH Cu(OH)2 đun nóng, làm màu dd brom Mantozơ thuộc loại đisaccarit có tính khử Bị thủy phân có mặt axit xúc tác enzim sinh phân tử glucozơ Mantozơ điều chế cách thủy phân tinh bột nhờ anzim amilaza (có mầm lúa) Phản ứng thủy phân xảy thể người động vật BÀI : TINH BỘT I TÍNH CHẤT VẬT LÍ VÀ TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN Tinh bột chất rắn vơ định hình, màu trắng, khơng tan nước nguội Trong nước nóng từ 65 oC trở lên, tinh bột chuyển thành dung dịch keo nhớt, gọi hồ tinh bột Tinh bột có nhiều loại hạt (gạo, mì, ngơ,…), củ (khoai, sắn,…) (táo, chuối,…) Hàm lượng tinh bột gạo khoảng 80%, ngô khoảng 70%, củ khoai tây tươi khoảng 20% II CẤU TRÚC PHÂN TỬ Tinh bột hỗn hợp hai polisaccarit : amilozơ amolopectin Cả hai có cơng thức phân tử (C6H10O5)n, gốc C6H10O5 gốc - glucozơ Amilozơ chiếm từ 20% - 30% khối lượng tinh bột, Trong phân tử amilozơ gốc - glucozơ nối với liên kết -1,4 - glicozit tạo thành chuỗi dài không phân nhánh Amolopectin chiếm khoảng 70% - 80 % khối lượng tinh bột Amolopectin có cấu tạo mạch phân nhánh, - glucozơ nối với liên kết -1,4 - glicozit liên kết -1,6 – glicozit III TÍNH CHẤT HĨA HỌC Phản ứng thủy phân nhờ xúc tác axit (hay enzym): Dung dịch tinh bột khơng có phản ứng tráng bạc sau đun nóng với axit vơ lỗng ta dung dịch có phản ứng tráng bạc Nguyên nhân tinh bột bị thủy phân hoàn toàn cho glucozơ : o H ,t (C6H10O5)n + nH2O n C6H12O6 Phản ứng màu với dung dịch iot Thí nghiệm : Nhỏ dung dịch iot vào ống nghiệm đựng dung dịch hồ tinh bột vào mặt cắt củ khoai lang Hiện tượng : Dung dịch hồ tinh bột ống nghiệm mặt cắt củ khoai lang nhuốm màu xanh tím Khi đun nóng, màu xanh tím biến mất, để nguội màu xanh tím lại xuất Giải thích : Phân tử tinh bột hấp thụ iot tạo màu xanh tím Khi đun nóng, iot bị giải phóng khỏi phân tử tinh bột làm màu xanh tím Khi để nguội, iot bị hấp thụ trở lại làm dung dịch có màu xanh tím Phản ứng dùng đề nhận tinh bột iot ngược lại IV SỰ TẠO THÀNH TINH BỘT TRONG CÂY XANH Tinh bột tạo thành xanh từ khí CO2, nước lượng ánh sáng mặt trời Khí cacbonic hấp thụ từ khơng khí, nước rễ hút từ đất Chất diệp lục (clorophin) hấp thụ lượng ánh mặt trời Quá trình tạo thành tinh bột gọi trình quang hợp Quá trình xảy phức tạp qua nhiều giai đoạn, có giai đoạn tạo thành glucozơ, viết phương trình hóa học đơn giản sau : 6nCO2 + 5nH2O aùnh saùng (C6H10O5)n + 6nO2 clorophin BÀI : XENLULOZƠ A TĨM TẮT LÝ THUYẾT I TÍNH CHẤT VẬT LÍ VÀ TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN Xenlulozơ chất rắn hình sợi, màu trắng, khơng mùi, khơng vị, khơng tan nước đun nóng, khơng tan dung môi hữu thông thường ete, benzen,… Xenlulozơ thành phần tạo nên lớp màng tế bào thực vật, khung cối Xenlulozơ có nhiều bơng (95 – 98%), đay, gai, tre, nứa (50 – 80%), gỗ (40 – 50%) II CẤU TRÚC PHÂN TỬ Xenlulozơ (C6H10O5)n, hợp thành từ mắt xích - glucozơ nối với liên kết -1,4 - glicozit, phân tử xenlulozơ khơng phân nhánh, khơng xoắn III TÍNH CHẤT HĨA HỌC Tương tự tinh bột, xenlulozơ khơng có tính khử ; thủy phân xenlulozơ đến thu glucozơ Mỗi mắt xích C6H10O5 có nhóm –OH tự do, nên xenlulozơ có tính chất ancol đa chức Phản ứng polisaccarit Thí nghiệm : Cho nhúm bơng vào cốc đựng dung dịch H2SO4 70%, đun nóng đồng thời khuấy cho đền thu dung dịch đồng Trung hòa dung dịch thu dung dịch NaOH 10%, sau đun nóng với dung dịch AgNO3/NH3 Hiện tượng : Bạc kim loại bám vào thành ống nghiệm Giải thích : Xenlulozơ bị thủy phân dung dịch axit nóng tạo glucozơ o H2 SO ,t (C6H10O5)n + nH2O n C6H12O6 Phản ứng thủy phân xảy động vật nhai lại (trâu, bò,…) nhờ enzim xenlulaza Phản ứng ancol đa chức ● Xenlulozơ phản ứng với HNO3 đặc có H2SO4 đặc làm xúc tác Thí nghiệm : Cho ml axit HNO3 vào cốc thủy tinh, sau thêm tiếp ml H2SO4 đặc, lắc làm lạnh hỗn hợp nước Thêm tiếp vào cốc nhúm Đặt cốc chứa hỗn hợp phản ứng vào nồi nước nóng (khỏang 60 – 70oC) khuấy nhẹ phút, lọc lấy chất rắn rửa nước ép khơ giấy lọc sau sấy khô (tránh lửa) Hiện tượng : Sản phẩm thu có màu vàng Khi đốt, sản phẩm cháy nhanh, khơng khói khơng tàn Giải thích : Xenlulozơ phản ứng với (HNO3 + H2SO4) đun nóng cho xenlulozơ trinitrat: o H2 SO ,t [C6H7O2(OH)3]n + 3nHNO3 [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O Xenlulozơ trinitrat chất dễ cháy nổ mạnh dùng làm thuốc súng ● Xenlulozơ tác dụng với anhiđrit axetic sinh xenlulozơ triaxetat [C 6H7O2(OCOCH3)3]n, loại chất dẻo dễ kéo thành tơ sợi ● Sản phẩm phản ứng xenlulozơ với CS2 NaOH dung dịch nhớt gọi visco Khi bơm dung dịch nhớt qua lỗ nhỏ (đường kính 0,1 mm) ngâm dung dịch H 2SO4 lỗng, xenlulozơ giải phóng dạng sợi dài mảnh, óng mượt tơ gọi tơ visco ● Xenlulozơ không phản ứng với Cu(OH)2 IV ỨNG DỤNG Các vật liệu chứa nhiều xenlulozơ tre, gỗ, nứa, thường dùng làm vật liệu xây dựng, đồ dùng gia đình, Xenlulozơ nguyên chất gần nguyên chất chế thành sợi, tơ, giấy viết, giấy làm bao bì, xenlulozơ trinitrat dùng làm thuốc súng Thủy phân xenlulozơ glucozơ làm nguyên liệu để sản xuất etanol ... sau : 6nCO2 + 5nH2O aùnh saùng (C6H10O5)n + 6nO2 clorophin BÀI : XENLULOZƠ A TĨM TẮT LÝ THUYẾT I TÍNH CHẤT VẬT LÍ VÀ TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN Xenlulozơ chất rắn hình sợi, màu trắng, khơng... Hoặc viết gọn : CH2OH[CHOH]3COCH2OH Trong dung dịch, fructozơ tồn chủ yếu dạng mạch vịng Trong chương trình ta tìm hiểu fructozơ mạch hở Fructozơ chất kết tinh, dễ tan nước, có vị đường mía,